[发明专利]用于干洗半导体基板的等离子体装置

说明书

本发明涉及一种用于干洗半导体基板的等离子体装置，其能够精确地控制构成等离子体的反应性活性物质(自由基)的密度和分散性。本发明包括：卡盘，该卡盘设置在腔室下端部，并且在该卡盘上布置上面形成有硅、氧化硅和氮化硅中的一种或多种的基板；CCP型RF电极单元，其包括布置在等离子体产生区域上方的上RF电极和布置在等离子体产生区域下方的下RF电极；和RF电源单元，其向RF电极单元供应具有第一RF频率的第一RF功率和具有低于第一RF频率的第二RF频率的第二RF功率，其中通过具有第一RF频率的第一RF功率产生并维持等离子体，以用于将氧化硅和氮化硅中的至少一种改变为六氟硅酸铵((NH₄)₂SiF₆)，并且通过具有第二RF频率的第二RF功率供应来控制构成等离子体的反应性活性物质(自由基)的密度。

技术领域

本发明涉及一种用于干洗半导体基板的等离子体装置。更具体地，本发明涉及一种用于干洗半导体基板的等离子体装置，其能够精确地控制构成等离子体的反应性活性物质(自由基)的密度和分散性。

背景技术

氧化硅和氮化硅是代表性地用于半导体器件中的介电化合物，并且作为蚀刻由其形成的薄膜的方法，通常使用湿法蚀刻方法和干法蚀刻方法。

然而，根据半导体器件的电路的高集成度和高精细度，存在如下问题：通过使用常规湿法蚀刻方法难以去除以高纵横比触点存在的天然氧化物膜，并且难以控制以原子水平进行精细蚀刻的选择性。

另外，因为由于离子轰击而在蚀刻之后在晶片上形成损坏层，所以干法蚀刻方法需要随后的工序以去除损坏层。

近来，作为用于解决上述问题的可替选技术，广泛使用了用于通过气体反应或自由基反应形成六氟硅酸铵((NH₄)₂SiF₆)固体层并且通过加热除去由此形成的固体层的干洗技术。

然而，在使用HF和NH₃的气体反应的干洗技术的情况下，尽管蚀刻分散性优异且硬件稳定性优异，但是由于蚀刻速率低，所以必须提高生产率。

在另一方面，与气体法相比，使用自由基反应的干洗技术显示出优异的蚀刻速率和优异的选择性，但难以控制晶片内(WIW)和晶片间(WTW)分散性。

图1是作为使用等离子体的常规干法蚀刻装置的感应耦合等离子体(ICP型)干法蚀刻装置的图。

参考图1，根据使用ICP型远程等离子体源的方法，由于高的等离子体密度(N)和电子温度(Te)而过量产生氟自由基，因此异质图案之间的选择性可能降低，并且RF功率值的可变范围受工艺压力的限制。

图2是作为使用等离子体的常规干洗装置的微波型干洗装置的图。

参考图2，根据使用微波型远程等离子体源的方法，尽管电子温度(Te)特性在微波直接流过的介电窗口区域中高并且在晶片区域中逐渐降低，但是如ICP一样，存在易于受颗粒损坏的问题和关于功率变化的限制。

图3是作为使用等离子体的常规干法蚀刻装置的电容耦合等离子体(CCP)型干洗装置的图。

参考图3，根据使用CCP型远程等离子体源的方法，显示出用于抑制氟自由基的过量生成的足够低的电子温度(Te)特性以及在宽的工艺压力范围内的优异的功率变化能力。然而，根据该方法，由于自由基分散受到RF频率的影响，因此不容易根据RF变化来控制分散性。

[现有技术文献]

韩国未审查专利申请公开第10-2016-0007441号(公开日期：2016年1月20日，标题：用于基板的高精度等离子蚀刻的方法)。

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技术问题